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为何需要IPv6

为何需要IPv6呢?简单地说,是因为我们需要通信,而当前的系统无法真正满足这种需求一就像快马邮递无法与航空邮递比肩。只要看看为节省带宽和IP地址投入了多少时间和精力,就能明白这一点。为避免地址耗尽，甚至发明了变长子网掩码( VLSM )。

连接到网络的用户和设备每天都在增加，这不是坏事,而是好事，它让我们找到了随时与更多人交流的新途径。事实上，这是人类的基本需求。但前景并不乐观，正如我在本章开头指出的，我们当前进行通信依赖的是IPv4,而IPv4地址即将耗尽。从理论上说，IPv4提供的地址只有43亿左右,但并非每一个地址都可供我们使用。使用无类域间路由选择( CIDR )和网络地址转换(NAT),确实可以推迟IPv4地址耗尽的时间,但这些地址也会在几年内耗尽。在中国,还存在大量个人和公司未连接到因特网上。有很多报告提供了各种数字，但只要想想全球当前有大约68 亿人口,而据估计大约只有10%多-点儿的人连接到了因特网，你就会相信我并非危言耸听。

上述统计数字揭示了一个残酷的事实，鉴于IPv4的容量，人均一台电脑都不可能，更不用说配备在电脑上的其他IP设备了。我就有几台计算机,别人很可能也是这样。这还没有包括电话、笔记本电脑、游戏控制台、传真机、路由器、交换机以及我们日常使用的众多其他设备!我应该说得很明白了,我们必须采取措施，以免地址被耗尽,最终人们无法彼此通信，而这种措施就是实现IPv6。

IPv6 的优点和用途

那么，IPv6有何神奇之处呢?它真能让我们脱离即将到来的困境吗?真的值得从IPv4 升级到IPv6吗?这些问题都很好一你可能还想到了其他一些问题。当然，有那么一群人，他们患有久经考验和众所周知的“拒绝改变综合征”，但绝不要听他们的。倘若很多年前人们接受了这些人的观点，那么现在还在用快马递信，人们需要等待数周甚至数月才能收到。相反，你只需知道答案绝对是肯定的。IPv6不仅提供了大量地址(3.4x10*8, 这绝对足够了),还内置了众多其他的功能，值得花资金、时间和精力迁移到IPv6。

当今的网络和因特网有众多创建IPv4时没有预见到的需求;为满足这些需求,我们使用了一些附加功能，但实现起来比较困难，倘若它们是标准的组成部分,实现起来将容易得多。IPv6 对这些功能作了改进，并将其纳人标准。一个这方面的新标准是IPSec,它提供了端到端安全性。

另一个优点是移动性。顾名思义,它允许设备在网络之间漫游，而不会中断连接。但最令人震撼的是效率更高了。首先, IPv6分组报头包含的字段减少了一半,且所有字段都与64位边界对齐，这极大地提高了处理速度一相比于 IPv4, 查找速度要快得多!原来包含在IPv4报头中的很多信息都删除了，但可在基本报头字段后面添加可选的扩展报头，将这些信息或其一部分加入报头。

当然，还有前面说过的海量地址(3.4x10*)，但这些地址来自何方呢?难道是魔术师变出来的?

我的意思是说这么多的地址必须有出处!这是因为IPv6 提供的地址空间非常大，即地址很长一比IPv4长4倍。IPv6地址长128 位，但不用担心，在以后，我会剖析这种地址的各个部分，让你知道它是什么样的。新增的长度让地址空间可包含更多的层次，从而提供了更灵活的编址架构。这还提高了路由选择的效率和可扩展性,因为可以更有效地聚合地址。IPv6还允许主机和网络有多个地址，这对亟须改善可用性的企业来说显得尤其重要。另外，IPv6还更广泛地使用了组播通信(一台设备向很多主机或一组选 定的主机发送数据),这也将提高网络的效率，因为通信目标方更具体了。

IPv4大量地使用广播,这会导致很多问题，其中最糟糕的是可怕的广播风暴不受控制地四处转发广播可能耗尽所有带宽，导致整个网络瘫痪。广播令人讨厌的另一点是，它会导致网络中的每台设备都中断。广播发送后，每台设备都必须停下手中的工作，对广播作出响应，而不管广播是否是发送给它的。

令人欣喜的是，IPv6 没有广播的概念，它使用组播。IPv6 还支持另外两种通信:单播和任意播,其中单播与IPv4中相同，而任意播是新增的。任意播可将同一个地址分配给多台设备,而向该地址发送数据流时，它会被路由到共享该地址的最近主机。

IPv6地址及其表示

理解IPv4地址的结构和用法至关重要，对IPv6地址来说亦如此。你知道，IPv6 地址长128位，这比IPv4地址长得多，因此除了要以新方式使用IPv6地址外，IPv6 地址管理起来也更复杂。但不用担心，这里将解释IPv6 地址的组成部分、如何书写及其众多常见的用法。IPv6地址刚开始看起来可能有些神秘，但很快你就会掌握它!

请看图15-1其中晶示了一个IPv6地址及其组成部分。

（编辑：潍坊站长网）

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